Universidade Federal de São Carlos

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1 Universidade Federal de São Carlos CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS- campus de Araras Prof. Dr. Rubismar Stolf - rubismar@cca.ufscar.br Departamento de Recursos Naturais e Proteção Ambiental Via Anhanguera, km 174. Cx.Postal.153 CEP ARARAS SP BR Acervo técnico do Prof. Dr. Rubismar Stolf Acesso: ou: Trabalho n. 73 STOLF, R.; THURLER, A.M. Método de estimativa da macro e da micro porosidade através do teor de areia e da densidade do solo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 29, 2003, Ribeirão Preto. Anais...Viçosa: SBCS, CD-ROM. Para visualizar o trabalho vá para a próxima página

2 MÉTODO DE ESTIMATIVA DA MACRO E DA MICRO POROSIDADE ATRAVÉS DO TEOR DE AREIA E DA DENSIDADE DO SOLO R. Stolf*; A.M. Thurler Departamento de Recursos Naturais e Proteção Ambiental, UFSCar, Araras, SP *rubismar@cca.ufscar.br Parte da Tese de Mestrado do segundo autor, PPG Solos e Nutrição de Plantas ESALQ/USP INTRODUÇÃO A macro e micro porosidades do solo têm sido utilizadas em importantes estudos de aeração, dinâmica da água e compactação do solo (Freire, 1975, Scardua, 1972; Primavesi et al.,1984), notando-se a intensificação de sua utilização em estudos científicos na presente década: Andreola et al. (2000), Beutler et al. (2001), Stone. & Silveira (2001), Oliveira et al.(2001), Lima & Andrade (2001), Albuquerque & Reinert (2001), Souza et al. (2001), Marques et al.(2002), Pedrotti, et al. (2003), Pott & De Maria(2003), Ghini et al. (2003). A densidade do solo e da partícula permitem o cálculo da porosidade total e, a tensiometria, a proporção em volume de macro e de microporos em uma dada amostra. Contudo, muitos trabalhos práticos utilizam como indicador da compactação apenas a densidade do solo. Tal procedimento limita a interpretação pois, solos com diferentes granulometrias mas com mesma densidade, apresentam diferentes valores de macro e micro porosidades. A proposta do presente estudo foi desenvolver equações para estimativa da macro e da microporosidade, como uma alternativa complementar, para o caso em que não forem feitas avaliações diretas da macro e da micro porosidades. MATERIAL E MÉTODO Foram selecionadas 10 amostras de TFSE, de diferentes agrupamentos de solo, tomando-se, como critério, a obtenção de uma ampla variação na granulometria. Em cada amostra, acondicionada em anel volumétrico, provocaram-se 3 níveis de compactação solo, medindo-se a densidade do solo, a porosidade total bem como a macro e a microporosidade a 0,006 MPa, correspondente ao diâmetro limite entre macro e micro poro de 0,005 mm (KIEHL, 1979). Os teores de areia, limo e argila foram expressos em Kg.Kg (% em massa); a densidade do solo, Ds, e da partícula, Dp, em Mg.m -3 ; a macro, micro e porosidade total em m 3 m (% em volume). Os modelos matemáticos foram obtidos utilizando-se regressão múltipla pela técnica dos mínimos quadrados. Inicialmente 5 variáveis foram utilizadas no ajuste de modelos: Ds, Dp, areia, silte argila, sendo Ds e Dp utilizadas para expressar a porosidade total Pt=(1-Ds/Dp). Em seguida realizou-se um estudo de simplificação, reduzindo o número de variáveis sem contudo reduzir a precisão da estimativa. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na tabela 1 são apresentados os dados medidos e, na tabela 2, três modelos ajustados a esses dados. A elevada precisão do ajuste pode ser verificada através dos valores medidos e estimados (tabela 1) bem como s coeficientes de correlação e erros padrão da estimativa (tabela 2).

3 Tabela 1 Granulometria, densidade do solo, macro e micro porosidades das 10 amostras de solo com diferentes texturas e três níveis de compactação. Macro e microporos medidos e estimados s três modelos. Amostra Dados obtidos estimados modelo 1 Areia Limo Argila Ds* Dp estimados modelo 2 estimados modelo 3 Pt Macro Micro Macro Micro Macro Micro Macro Micro (%) (%) (%) % % % % % % % % % 1,43 2,71 47,2 22,4 24,8 21,2 26,0 20,6 26,1 19,0 26,5 01 LVA ,71 2,71 36,9 6,8 30,1 7,4 29,5 7,6 29,5 9,3 29,2 (05-20 cm) 1,88 2,71 30,6 4,6 26,0-1,0 31,7-0,3 31,5 4,8 30,5 1,18 2,70 56,3 29,4 26,9 29,2 27,1 29,5 27,0 28,8 26,9 02 PVA ,36 2,70 49,6 19,2 30,4 20,3 29,4 21,1 29,1 19,3 29,5 (05-15 cm) 1,60 2,70 40,7 7,5 33,2 8,4 32,4 10,0 32,0 9,9 32,1 1,19 2,70 55,9 27,3 28,6 27,4 28,5 28,2 28,2 27,3 28,2 03 LVE ,41 2,70 47,8 14,2 33,6 16,5 31,3 18,0 30,9 16,2 31,3 (40-80 cm) 1,75 2,70 35,2 2,6 32,6-0,4 35,6 2,2 34,9 4,5 34,6 1,19 2,79 57,3 27,1 30,2 28,4 29,0 27,6 29,1 26,7 29,1 04 PVA ,41 2,79 49,5 15,5 33,9 17,8 31,7 17,3 31,8 15,6 32,2 (05-15 cm) 1,66 2,79 40,5 4,5 36,0 5,8 34,7 5,7 34,8 6,5 34,8 1,15 2,96 61,1 29,7 31,4 29,6 31,5 26,9 32,2 26,6 32,0 05 LR ,37 2,96 53,7 17,5 36,2 19,7 34,1 16,7 34,8 14,7 35,3 (15-20 cm) 1,67 2,96 43,6 4,1 39,5 6,1 37,5 2,7 38,4 3,6 38,4 1,03 2,92 64,7 33,7 31,0 29,6 35,1 29,3 35,2 32,0 34,1 06 TRE ,20 2,92 58,9 23,7 35,2 21,8 37,1 21,4 37,2 20,3 37,3 (05-20 cm) 1,52 2,92 47,9 6,5 41,4 7,1 40,8 6,5 41,0 5,4 41,5 1,07 2,87 62,7 24,0 38,7 24,7 38,1 25,9 37,7 27,4 37,0 07 TRE ,29 2,87 55,1 10,9 44,2 14,4 40,7 15,7 40,3 13,9 40,8 (10-25 cm) 1,56 2,87 45,6 0,6 45,0 1,8 43,9 3,2 43,6 2,5 44,0 1,06 3,10 65,8 27,6 38,2 24,6 41,2 23,6 41,4 25,4 40,7 08 TRE ,27 3,10 59,0 14,5 44,5 15,5 43,5 13,9 43,9 12,1 44,4 (0-15cm) 1,63 3,10 47,4 0,1 47,3-0,0 47,4-2,9 48,2-2,6 48,5 1,04 3,02 65,6 22,2 43,4 21,1 44,5 22,4 44,1 24,8 43,3 09 LR ,25 3,02 58,6 11,4 47,2 11,8 46,8 12,7 46,6 11,1 47,1 (0-20 cm) 1,57 3,02 48,0 0,0 48,0-2,4 50,5-2,2 50,4-2,8 50,9 0,99 3,02 67,2 25,9 41,3 23,3 43,9 24,8 43,5 28,9 42,1 10 LR ,18 3,02 60,9 13,1 47,8 14,9 46,0 15,9 45,8 15,1 46,0 (05-25 cm) 1,46 3,02 51,7 0,3 51,4 2,4 49,2 2,9 49,1 1,3 49,8 * três níveis de compactação em cada amostra

4 Tabela 2. Modelos ajustados e respectivos erros padrão da estimativa e coeficientes de correlação múltipla. Modelos* ê r MODELO-1 Macro% = -69,07 + 0,321 Areia% + 1,341 Pt% 2,22 0,979 Micro% = 69,07-0,321 Areia% - 0,341 Pt% 2,22 0,958 Pt%= Macro% + Micro%= 100(1-Ds/Dp) MODELO-2 Macro% = 69,29 + 0,212 Areia% - 46,47 Ds 2,54 0,973 Micro% = 33,70-0,294 Areia% + 11,97 Ds 2,21 0,959 Pt%= Macro% + Micro% = 102,99-0,082 Areia% - 34,50 Ds MODELO-3 Macro% = -58,44 + 0,214 Areia% + 85,02/Ds 2,27 0,978 Micro% = 68,09-0,298 Areia% - 23,66/Ds 1,88 0,970 Pt%= Macro% + Micro% = 09,65-0,084 Areia% + 61,36 / Ds (*) ajustados através dos dados obtidos (tabela 1) Conforme se verifica na tabela 2, o modelo 1 permite a estimativa da macro e micro porosidades através apenas das variáveis areia%, Ds e Dp. Os modelos 2 e 3, mais simples ainda, necessitam somente das variáveis areia% e Ds. Para se chegar a esses três modelos propostos realizou um estudo de simplificação, descrito a seguir: A granulometria foi representada, nos 3 modelos, apenas teor de areia pois a inclusão do silte e da argila não resultou em ganho de precisão. A explicação estaria primeiramente no fato de que a soma dos teores de areia, silte e argila é uma constante. Assim, para considerá-las como variáveis independentes bastaria utilizar duas delas, sendo redundante a utilização das três. Adicionalmente, verificou-se uma forte dependência entre areia e argila: Argila% = 78-0,78 Areia%; coeficiente de correlação r= 0,973, erro padrão ê = 1,88, permitindo reduzir para apenas uma variável (argila ou areia). Escolheu a areia por resultar em um ajuste ligeiramente maior. Note-se também que a eliminação da densidade da partícula, Dp, nos modelos 2 e 3, não ocasionou redução considerável da precisão em relação ao modelo 1. A explicação pode estar ligada ao comportamento da Dp, pouco variável, e ao fato de o teor de areia corrigir indiretamente as variações já que se verificou uma alta correlação entre estas variáveis: Dp=3,09 0,0047 Areia%; coeficiente de correlação r=0,896, erro padrão ê = 0,065 Finalizando, note-se que o modelo 2 é uma simplificação do modelo1 quando se estabelece a densidade das partículas, Dp, constante. Levando-se em conta que o erros de estimativa apresentados s três modelos resultaram da ordem de 2%, ou seja, 0,02 m 3.m -3, conclui-se que os modelos são equivalentes. Já, do ponto de vista da facilidade de aplicação, os modelos 2 ou 3 são mais interessantes pois necessitam apenas duas variáveis para estimativa da macro e micro porosidades. O trabalho derivou para a questão de avaliar o comportamento dos modelos aplicados a dados de outros autores (trabalhos citados no 1 0. parágrafo da Introdução). Em um estudo preliminar verificou-se que os erros padrão da

5 estimativa resultaram da ordem de 4% (0,04 m 3.m -3 ), sendo que para os modelos 2 e 3, respectivamente, 0,040 e 0,047 m 3.m -3. Dentro das condições do ensaio, concluiu-se ser possível ajustar, a um universo bastante variável de tipos de solo, com diferentes granulometrias e níveis de compactação, modelos precisos e ao mesmo ao tempo simples de estimativa da macro e micro porosidades. A utilização dos modelos propostos fora do universo de amostragem deste trabalho deve ser precedida de testes de aferição. BIBLIOGRAFIA CITADA ALBUQUERQUE, J.A. & REINERT, D.J. Densidade radicular do milho considerando os atributos de um solo com horizonte B textural. R. Bras. Ci. Solo, 25: , ANDREOLA, F.; COSTA, L.M. & OLSZEVSKI, N. Influência da cobertura vegetal de inverno e da adubação orgânica e, ou, mineral sobre as propriedades físicas de uma terra roxa estruturada. R. Bras, Ci. Solo, 24: , 2000 BEUTLER, A.N.; SILVA, M.L.N.; CURI, N.; FERREIRA, M.M.; CRUZ, J.C. & PEREIRA FILHO, I.A. Resistência à penetração e permeabilidade de latossolo vermelho distrófico típico sob sistemas de manejo na região dos cerrados. R. Bras. Ci. Solo, 25: , 2001 FREIRE, J.C. Retenção de umidade em perfil oxissol do município de Lavras, Minas Gerais. Piracicaba, ESALQ/ USP, p. (Dissertação de Mestrado). GHINI, R.; PATRICIO, F.R.A.; SOUZA, M.D.; SINIGAGLIA C.; BARROS, B.C.; LOPES, M.E.B.M.; TESSARIOLI NETO, J. & CANTARELLA, H. Efeito da solarização sobre propriedades físicas, químicas e biológicas de solos. R. Bras. Ci. Solo, 27:71-79, 2003 KIEHL, E.J. Manual de edafologia: relações soloplanta. São Paulo, Ceres, p. LIMA, P.M.P. & ANDRADE, H. Erodibilidade entressulcos e atributos de solos com B textural e B latossólico do sul de Minas Gerais. R. Bras. Ci. Solo, 25:463:474, MARQUES, J.D.; LIBARDI, P.L & JONG VAN LIER, Q. Relação entre horizontes pedológicos e propriedades hidráulicas em dois latossolos. R. Bras. Ci. Solo, 26: , OLIVEIRA, J.O.A.; VIDIGAL FILHO, P.S.; TORMENA, C.A.; PEQUENO, M.G.; SCAPIM, C.A.; MUNIZ, A.S. & SAGRILO, E. Influência de sistemas de preparo do solo na produtividade da mandioca. R. Bras. Ci. Solo, 25: , 2001 PEDROTTI, A.; FERREIRA, M.M.; CURI, N.; SILVA, M.L.N.; LIMA, J.M. & CARVALHO, R. Relação entre atributos físicos, mineralogia de fração argila e formas de alumínio no solo. R. Bras. Ci. Solo, 27:1-9, 2003 POTT, C.A. & DE MARIA, I.C. Comparação de métodos de campo para determinação da velocidade de infiltração básica. R. Bras. Ci. Solo, 27:19-27, 2003 PRIMAVESI, O.; MELO, F.A.F. & LIBARDI, P.L. Seleção preliminar de parâmetros físicos mais adequados para estudar o efeito de compactação de amostras de solo sobre a produção de matéria seca vegetal de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Anais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Piracicaba, 41(1): , SCARDUA, R. Porosidade livre de água de dois solos do município de Piracicaba, S.P. Piracicaba, ESALQ/USP, p. (Dissertação de Mestrado). SOUZA, Z.M.; SILVA, M.L.S.; GUIMARÃES, G.L.; CAMPOS, D.T.S.; CARVALHO, M.P. & PEREIRA, G.T. Variabilidade espacial de atributos físicos em um latossolo vermelho distrófico sob semeadura direta em selvíria (MS). R. Bras. Ci. Solo, 25: , STONE, L.F. & SILVEIRA, P.M. Efeitos do sistema de praparo e da rotação de culturas na porosidade e densidade do solo. R. Bras. Ci. Solo, 25: , 2001